KR20110074391A - Glass frit composition with low melting temperature for adhering on superhydrophobic nano-coating material and superhydrophobic nano-coating substrate using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 초발수성 나노 코팅제 접착용 저융점 유리 프릿 조성물 및 이를 이용한 초발수성 나노 코팅 기재에 대한 것으로, 보다 상세하게는 나노 입자가 포함된 초발수처리 코팅제를 유리 프릿 조성물을 이용한 접착제로 기재에 도포함으로써 초발수 현상 및 표면 경도가 개선된 초발수성 나노 코팅 기재를 제공하는 초발수성 나노 코팅제 접착용 저융점 유리 프릿 조성물 및 이를 이용한 초발수성 나노 코팅 기재에 대한 것이다. The present invention relates to a low-melting glass frit composition for bonding a superhydrophobic nanocoating agent and a superhydrophobic nanocoating substrate using the same, and more particularly, to a superhydrophobic coating agent containing nanoparticles is applied to a substrate with an adhesive using a glass frit composition. By providing a super-water-repellent nano-coating agent adhesive low-melting glass frit composition for providing a super-water-repellent nano-coated substrate with improved super water repellent phenomenon and surface hardness, and a super water-repellent nano-coated substrate using the same.
일반적으로 초발수ㆍ발유 표면 기술은 젖음(wetting) 및 표면 개질(surface modification) 기술의 한 분야로, 고체의 표면을 물리화학적으로 표면 개질 하여 고체의 표면에 액체가 접촉할 때 접촉각이 150°이상이 되도록 하는 기술을 말한다. 자연계에서 자주 관찰되는 초발수ㆍ발유 현상의 한 예로는 수증기의 응축에 의해 연꽃잎 등에 형성된 구형에 가까운 물방울 맺힘 및 구름 현상을 들 수 있다. 초 발수ㆍ발유 표면 기술은 이와 같이 자연계에서 이미 나타나고 있는 현상을 구현하여 손쉽게 산업적으로 이용하기 위한 초발수ㆍ발유 표면의 물리화학적 제작, 젖음 현상의 해석 및 응용기술을 말한다. In general, super water-repellent and oil-repellent surface technology is a field of wetting and surface modification technology. The contact angle is 150 ° or more when the liquid contacts the surface of the solid by physically chemically modifying the surface of the solid. This is a technique to make. One example of the super water-repellent and oil-repelling phenomena frequently observed in nature is the formation of water droplets and clouds close to the sphere formed on the lotus leaf by the condensation of water vapor. The ultra water / oil repellent surface technology refers to the physicochemical fabrication of super water / oil repellent surfaces, analysis of wetness phenomenon, and application technology for easily industrial use by realizing the phenomenon already occurring in nature.
산업적으로 발수ㆍ발유 표면기술은 제지산업의 내유(oil repellent) 가공제, 화장품 산업의 기능성 무기 분제(lipid repellent cosmetics), 섬유 및 피혁산업의 발수ㆍ발유제 등과 같이 일상 생활용품의 제조기술로 활용될 뿐만 아니라, 금속 소재의 부식 방지, 자동차 외장 코팅, 고분자 가공 분야의 정밀 이형 기술 등에 다양하게 응용되고 있다. 특히 폭설에 의한 심각한 자연 재해를 방지할 수 있는 적설 방지 기술의 핵심 시술인 초발수ㆍ발유 표면 기술은 사회적 측면에서도 매우 중요한 공공기술이라 할 수 있다. Industrially, the water repellent and oil repellent surface technology is used as a manufacturing technology for daily life products such as oil repellent processing agent in paper industry, functional repellent cosmetics in cosmetic industry, water repellent agent in textile and leather industry, etc. In addition, it has been applied to various applications such as corrosion protection of metal materials, automotive exterior coating, precision release technology in the field of polymer processing. In particular, super water-repellent and oil-repellent surface technology, which is the core procedure of snow prevention technology that can prevent serious natural disasters caused by heavy snow, is a very important public technology from the social point of view.
초발수ㆍ발유성 입자를 제조하기 위한 종래의 방법으로는, 무기 입자에 기능성 고분자 용액을 흡착(adsorption from solution)하는 방법을 이용해 무기 입자 표면에 기능성 유기 고분자 막을 형성하는 방법과 표면 에너지가 작은 소수성 관능기를 갖는 과불소기 및 실리콘기를 함유하는 고분자들을 주로 사용하여 표면을 소수성으로 처리하는 방법을 이용하였다. 또한, 대한민국 공개 특허 2006-7022073에 나타나 있는 바와 같이, 플루오르 화합물 및 융점이 35℃ 이하이고 수용해도가 25℃에서 10 중량% 이하인 알파-히드록시 산의 에스테르 유도체를 포함하는 수성 조성물을 사용하여, 개선된 발수성을 갖는 기재를 제공하는 방법이 알려져 있으며 나아가, 최근에는 소수 특성을 갖는 나노 입자(Nano particle)를 기재에 코팅하여 개선된 발수 특성을 구현하는 방법 등도 공개되어 이용되고 있다. Conventional methods for producing super water- and oil-repellent particles include a method of forming a functional organic polymer film on the surface of an inorganic particle by adsorbing a functional polymer solution to the inorganic particles, and a hydrophobic material having a small surface energy. A method of treating the surface hydrophobicly was mainly performed using polymers containing perfluorine and silicon groups having functional groups. In addition, as shown in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-7022073, using an aqueous composition comprising a fluorine compound and an ester derivative of an alpha-hydroxy acid having a melting point of 35 ° C. or less and a water solubility of 10% by weight or less at 25 ° C., A method of providing a substrate having improved water repellency is known, and more recently, a method of realizing improved water repellent properties by coating nanoparticles having hydrophobic properties on a substrate has been disclosed and used.
그러나 상기와 같은 개선된 초발수ㆍ발유 기능을 구현하는 조성물 등의 연구와 개발로 인해 초발수 기능이 개선되고 있다고 하더라도 이와 같은 기능을 갖는 조성물을 기재에 도포하기 위해서는 주로 고분자 재료들을 이용한 접착제를 사용하여 초발수성 코팅제를 기재에 도포하고 있는 것이 현실이다. However, although the superhydrophobic function is being improved due to the research and development of a composition that implements the improved superhydrophobic / oil repelling function, an adhesive using mainly polymeric materials is mainly used to apply a composition having such a function to a substrate. In reality, a super water-repellent coating agent is applied to the substrate.
이러한 고분자 재료를 이용한 접착제를 사용하는 경우, 고분자 재료 접착제들은 표면 경도가 낮기 때문에 사람의 손이 닿거나 물체에 닿았을 경우 기재에 도포된 초발수 조성물들이 스크래치 등에 의해 벗겨짐으로써 발수 특성의 저하를 가져 올 수 있으며 영구적인 발수 특성을 발현하기에는 어려움이 있다. In the case of using an adhesive using a polymer material, the polymer material adhesives have a low surface hardness, and when the human hand touches or touches an object, the super water-repellent compositions applied to the substrate are peeled off by scratching, resulting in deterioration of the water repellent properties. It may be difficult to express permanent water repellent properties.
따라서 상기와 같은 초발수성 코팅 조성물의 개발과 함께 이를 보다 강하게 기재 표면에 코팅시킴으로써 발수 특성이 영구히 유지될 수 있는 접착제 또는 도포 방법 등에 대한 연구가 시급하다 할 것이다.Therefore, with the development of the super water-repellent coating composition as described above it will be urgent to study the adhesive or coating method and the like that can be permanently maintained by repelling the surface of the substrate.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 초발수성 조성물을 코팅하기 위한 접착제로서 고분자 재료가 아닌 높은 경도를 갖는 저융점의 유리 프릿을 이용한 접착제를 사용하여 영구적으로 초발수성을 유지하는 초발수성 나노 코팅제 접착용 저융점 유리 프릿 조성물을 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention is a super water-repellent nano to maintain a super water-repellent property permanently using an adhesive using a low-melting glass frit having a high hardness, not a polymeric material as an adhesive for coating a super water-repellent composition A low melting glass frit composition for adhering a coating agent is provided.
또한, 본 발명은 상기 저융점 유리 프릿 조성물을 이용하여 제조된 초발수성 나노 코팅 기재를 제공한다. The present invention also provides a super water-repellent nano-coated substrate prepared using the low melting glass frit composition.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 초발수성 나노 입자 코팅제를 기재에 접착시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 초발수 나노 코팅제 접착용 유리 프릿 조성물을 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention provides a glass frit composition for adhesion to a super water-repellent nano-coating agent, which is used to adhere the super water-repellent nano-particle coating to a substrate.
또한, 상기 유리 프릿 조성물은 주성분으로 30 ~ 70 중량%의 B2O3 와 30 ~ 70 중량%의 RO와 R2O를 포함하는 것을 특징으로 하는 초발수 나노 코팅제 접착용 유리 프릿 조성물로서, RO는 ZnO, MgO, CaO, SrO, BeO, RaO, BaO 및 이들 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이며, R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Cs2O, Fr2O 및 Rb2O의 화합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 한다. In addition, the glass frit composition is a glass frit composition for super water-repellent nano-coating agent adhesive, characterized in that it comprises 30 to 70% by weight of B 2 O 3 and 30 to 70% by weight of RO and R 2 O as a main component, RO Is any one selected from the group consisting of ZnO, MgO, CaO, SrO, BeO, RaO, BaO and mixtures thereof, R 2 O is Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Cs 2 O, Fr 2 O and At least one selected from the group consisting of compounds of Rb 2 O.
또한, 상기 유리 프릿 조성물은 0.1 ~ 25 중량%의 SiO2를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the glass frit composition is characterized in that it further comprises 0.1 to 25% by weight of SiO 2 .
또한, 상기 유리 프릿 조성물은 0.1 ~ 50 중량%의 PbO, 0.1 ~ 50 중량%의 Bi2O3가 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the glass frit composition is characterized in that it further comprises 0.1 to 50% by weight of PbO, 0.1 to 50% by weight of Bi 2 O 3 .
또한, 상기 유리 프릿 조성물은 ZrO2, Ti2O, Y2O3, Ga2O3, Nb2O5, WO3 및 CeO2 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the glass frit composition is ZrO 2 , Ti 2 O, Y 2 O 3 , Ga 2 O 3 , Nb 2 O 5 , WO 3 And CeO 2 It characterized by including at least any one of.
또한, 상기 유리 프릿 조성물은 비커스 경도가 1Gpa~8Gpa 인 것을 특징으로 한다. In addition, the glass frit composition is characterized in that the Vickers hardness is 1Gpa ~ 8Gpa.
또한, 상기 유리 프릿 조성물은 융점이 300℃ 내지 500℃ 인 것을 특징으로 한다. In addition, the glass frit composition is characterized in that the melting point of 300 ℃ to 500 ℃.
또한, 상기 제1항 내지 제7항의 초발수 나노 코팅제 접착용 유리 프릿 조성물을 사용하여 제조된 것을 특징으로 한다. In addition, the super water-repellent nano-coating agent of claim 1 characterized in that it was prepared using the glass frit composition for adhesion.
또한, 상기 기재는 상기 유리 프릿 조성물보다 높은 전이 온도를 갖는 것을 특징으로 한다. In addition, the substrate is characterized by having a higher transition temperature than the glass frit composition.
본 발명에 따른 초발수성 나노 코팅 기재는 표면 경도가 강하여 외부 충격 또는 스크래치 등에 의해 초발수성 코팅 재료가 유실되는 것을 방지할 수 있고 이로 인해 영구적인 발수 현상의 유지가 가능하다. 또한, 저융점 유리 프릿의 사용으로 기존 방식에 따른 초발수성 나노 코팅 기재보다 투명도가 우수하다. 또한 유리 프릿의 열처리 공정중에 유리 기판을 열강화할 수 있어 보다 강화된 유리 기판을 얻을 수 있다.The super water-repellent nano-coated substrate according to the present invention has a strong surface hardness to prevent the loss of the super water-repellent coating material due to external impact or scratches, thereby maintaining a permanent water repellent phenomenon. In addition, the use of a low melting glass frit is superior in transparency than the super water-repellent nano-coated substrate according to the conventional method. In addition, the glass substrate can be thermally strengthened during the heat treatment process of the glass frit, thereby obtaining a more strengthened glass substrate.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 초발수 코팅제와 기재의 접착제로서 유리 프릿 조성물을 이용한다. In order to achieve the above object, the present invention uses a glass frit composition as an adhesive of a super water-repellent coating and a substrate.
상기 유리 프릿 조성물은 주성분으로 30 ~ 70 중량%의 B2O3 와 30 ~ 70 중량%의 RO와 R2O를 포함하고, 이들 유리 조성물의 연화점을 낮추기 위하여 0.1 ~ 25 중량%의 SiO2, 0.1 ~ 50%의 PbO, 0.1 ~ 50%의 Bi-2O3가 더 포함될 수 있으며, 그 외에 ZrO2, Ti2O, Y2O3, Ga2O3, Nb2O5, WO3 및 CeO2 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 초발수성 나노 코팅제 접착용 유리 프릿 조성물 및 이를 이용한 초발수성 나노 코팅 기재에 대한 것이다. 상기 RO는 ZnO, MgO, CaO, SrO, BeO, RaO, BaO 및 이들 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하며, R2O는 Li2O, Na2O, K2O, Cs2O, Fr2O 및 Rb2O의 화합물로 이루어진 군에서 어느 하나 이상인 것을 의미한다.The glass frit composition contains 30 to 70% by weight of B 2 O 3 and 30 to 70% by weight of RO and R 2 O as a main component, and in order to lower the softening point of these glass compositions, 0.1 to 25% by weight of SiO 2 , 0.1 to 50% of PbO and 0.1 to 50% of Bi- 2 O 3 may be further included, in addition to ZrO 2 , Ti 2 O, Y 2 O 3 , Ga 2 O 3 , Nb 2 O 5 , WO 3 And CeO 2 It relates to a super water-repellent nano-coating agent glass frit composition and a super water-repellent nano-coated substrate using the same, characterized in that it comprises at least any one of. RO is characterized in that at least one selected from the group consisting of ZnO, MgO, CaO, SrO, BeO, RaO, BaO and mixtures thereof, R 2 O is Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Cs 2 It means any one or more of the group consisting of compounds of O, Fr 2 O and Rb 2 O.
즉, 유리 프릿 조성물에서 유리를 구성하는 주성분으로 B2O3, SiO2, Bi2O3 , PbO 및 ZnO를 포함하는데 이들 성분은 유리를 형성하는 경우 망목 형성제와 망목 수식제, 망목 중간 수식제로서 역할을 한다. That is, as the main component constituting the glass in the glass frit composition B 2 O 3 , SiO 2 , Bi 2 O 3 , PbO and ZnO, which acts as a net former, net modifier and net intermediate modifier when forming glass.
우선 망목 형성제로서 SiO2와 B2O3 를 들 수 있으며, 이들 성분은 유리 형성에 가장 중요한 역할을 하고, 망목 수식제 및 망목 중간 수식제로 B2O3, Bi2O3, PbO, Al2O3를 포함하는데 이들 성분은 유리의 특성적 관점에서 유리의 열적 성질 및 유리의 화학적 안정성에 기여한다. 즉, 유리 조성 범위의 적절한 한정에 의해 유리의 열적 성밀 및 안정성을 확보할 수 있다. First of all, SiO 2 and B 2 O 3 can be mentioned as a network forming agent, and these components play the most important role in glass formation, and B 2 O 3 , Bi 2 O 3 , PbO, Al as a network modifying agent and intermediate middle modifying agent. 2 O 3 , which contributes to the thermal properties of the glass and the chemical stability of the glass in terms of the properties of the glass. That is, the thermal tightness and stability of glass can be ensured by appropriate limitation of the glass composition range.
이러한 유리의 열적 성질 및 안정성을 고려할 때 본 발명에서 제안된 조성범위가 가장 바람직하다. 즉, SiO2, Bi2O3, PbO, B2O3, ZnO의 양을 달리할 경우, 유리의 생성이 불가능 할 수 있고 유리 전이점의 상승을 초래할 염려가 있어 초발수성 나노 입자를 접착하는데 유리한 효과를 얻을 수 없다. Considering the thermal properties and stability of such glass, the composition range proposed in the present invention is most preferred. In other words, if the amount of SiO 2 , Bi 2 O 3 , PbO, B 2 O 3 , ZnO is different, it may not be possible to produce the glass and may cause an increase in the glass transition point. No beneficial effect can be obtained.
본 발명에서 Bi2O3 , PbO, RO, R2O는 유리의 형성 및 유리 전이점을 내리기 위한 성분으로서, 특히 RO, R2O의 경우는, 그 조성비들의 합이 30 내지 70 중량% 가 되도록 함이 바람직하다. Bi2O3와 PbO 유리의 전이점을 내리는데 중요한 역할을 하나, 최근 환경 규제 관련하여 무연 재료 혹은 중금속 산화물의 사용을 규제하고 있는 실정이다. 따라서 이들 조성의 경우 필요에 의해 선택적으로 활용 될 수 있다.In the present invention, Bi 2 O 3 , PbO, RO, R 2 O is a component for lowering the glass transition point and the formation of glass, particularly in the case of RO, R 2 O, the sum of the composition ratio is 30 to 70% by weight Preferably. It plays an important role in lowering the transition point of Bi 2 O 3 and PbO glass, but has recently regulated the use of lead-free materials or heavy metal oxides in relation to environmental regulations. Therefore, these compositions can be selectively utilized as needed.
B2O3와 SiO2는 유리의 형성성분으로 필수이나, B2O3만으로 유리의 형성이 가능하며 SiO2가 더 첨부될 수 있다. 이 경우, 그 조성비의 합은 5 내지 60 중량% 가 되도록 함이 바람직하다. 이들 조성의 합이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 유리 전이점이 상승하기 때문에, 공정 온도가 상승하는 단점이 있기 때문이다. B 2 O 3 and SiO 2 are essential components of the glass, but the glass can be formed only with B 2 O 3 and SiO 2 may be further attached. In this case, the sum of the composition ratios is preferably 5 to 60% by weight. If the sum of these compositions is out of the above range, since the glass transition point is increased, there is a disadvantage that the process temperature is increased.
RO, R2O는 유리 망목 수식제이므로 보다 낮은 유리 전이점을 위해 필수적인 성분이다. 그 함유량은 그 상기 RO, R2O 조성비의 합이 30 내지 70 중량%가 되도록 함이 바람직하다. 이들 조성비의 합이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 쉽게 결정화되어 투명함을 유지하지 못하게 되는 문제가 발생하기 때문이다. RO, R 2 O are free mesh modifiers and are therefore essential for lower glass transition points. The content is preferably such that the sum of the RO and R 2 O composition ratios is 30 to 70% by weight. This is because when the sum of these composition ratios is out of the above range, a problem arises in that the crystallization becomes difficult to maintain transparency.
한편, 본 발명에서는 부성분으로는 ZrO2, Ti2O, Y2O3, Ga2O3, Nb2O5, WO3 및 CeO2 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이들 성분은 유리 형성 외에 유리의 열적 성질 및 기타 유리의 안정화 등과 밀접한 관계가 있다. 이런 성분이 너무 많으면, 유리가 불안정하여 유리 생성시 결정화 초래, 유리 전이점의 상승 및 저하 등의 문제가 있고, 반대로 너무 적은 경우에는 유리의 불안정화 및 유리 전이점의 상승 등을 초래할 수 있는바 상기와 같은 범위에서 첨가됨이 바람직하다. On the other hand, in the present invention, as a minor component ZrO 2 , Ti 2 O, Y 2 O 3 , Ga 2 O 3 , Nb 2 O 5 , WO 3 And CeO 2 characterized in that it comprises at least one or more. In addition to glass formation, these components are closely related to the thermal properties of the glass and other glass stabilization. Too many of these components may cause unstable glass, resulting in crystallization during glass generation, increase and decrease of glass transition point, and conversely, too little glass may lead to destabilization of glass and increase of glass transition point. It is preferable to add in the range.
한편, 본 발명에 따른 유리 프릿 조성물의 경도는 Vickers 경도로 1GPa 이상인 것이 바람직하다. 경도가 1GPa 이하이면, 유리의 소결이 이루어지지 않아 코팅층이 쉽게 벗겨지게 된다.On the other hand, the hardness of the glass frit composition according to the present invention is preferably Vickers hardness of 1 GPa or more. If the hardness is 1GPa or less, the glass is not sintered and the coating layer is easily peeled off.
또한, 본 발명의 유리 프릿 조성물은 저융점의 유리 프릿인 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 유리 프릿 조성물의 융점은 300℃ 내지 600℃ 인 것이 바람직하다. 융점이 300℃ 이하인 유리 프릿은 열처리 과정에서 쉽게 결정화되는 경향이 있고, 600℃ 이상인 경우는 공정 온도가 높아지게 되며 기판의 변형이 쉽게 발생한다는 단점이 있다.In addition, the glass frit composition of the present invention is characterized by being a low melting glass frit. That is, it is preferable that melting | fusing point of the glass frit composition of this invention is 300 degreeC-600 degreeC. The glass frit having a melting point of 300 ° C. or less tends to crystallize easily during the heat treatment, and in the case of 600 ° C. or more, the process temperature increases and deformation of the substrate easily occurs.
본 발명의 유리 프릿 조성물을 접착제로 사용하여 초발수성 나노 코팅 기재를 제조하는 방법에 대해 설명하면 다음과 같다. When the glass frit composition of the present invention is used as an adhesive, a method for preparing a super water-repellent nanocoated substrate is as follows.
a) 기판의 세정 단계, b) 저융점 유리 프릿을 기판에 도포하는 단계, c) SiO2, CNC 등의 초발수성 나노 파우더를 도포하는 단계 d) c)단계를 끝낸 기판을 열처리하는 단계로 이루어진다. a) cleaning the substrate, b) applying a low melting glass frit to the substrate, c) applying a super water-repellent nanopowder such as SiO 2 , CNC, etc., and d) heat-treating the substrate after the step c). .
이 중 a) 단계에서 유리 프릿을 접착제로 사용하여 열처리를 하기 위해서는 본 발명에 따른 기판은 고온에서 견딜 수 있는 재질의 기판이어야 하며, 바람직하게는 유리(glass) 혹은 금속 기판으로 한다. 또한 상기 유리 기판은 접착제로 사용되는 저융점의 유리 프릿의 소결 처리를 위하여 유리 프릿 조성물이 갖는 전이온도보다 높은 전이 온도를 갖는 것이어야 하며, 바람직하게는 400℃이상에서 열처리가 가능한 유리 혹은 금속 기판으로 한다. In this case, in order to perform heat treatment using the glass frit as an adhesive in step a), the substrate according to the present invention should be a substrate made of a material that can withstand high temperatures, preferably a glass or metal substrate. In addition, the glass substrate should have a transition temperature higher than the transition temperature of the glass frit composition for the sintering process of the low melting glass frit used as an adhesive, preferably a glass or metal substrate capable of heat treatment at 400 ℃ or more It is done.
b) 단계의 저융점 유리 프릿의 도포는 도포 방식에 구애 받지 아니하며 페이스트(paste) 혹은 슬러리(slurry) 상태로 기판 위에 인쇄되거나 스프레이 코팅 방식으로 코팅이 될 수도 있다. Application of the low melting point glass frit in step b) is not limited to the application method and may be printed on the substrate in a paste or slurry state or coated by spray coating.
또한, c) 단계의 초발수성 나노 파우더도 상기 유리 프릿의 도포와 같이 코팅 방식에 구애됨이 없이 인쇄 또는 스프레이 코팅 등의 방식을 통하여 도포될 수 있다. In addition, the super water-repellent nano-powder of step c) may be applied through a printing or spray coating method without regard to the coating method such as the glass frit.
d) 단계는 저융점의 유리 프릿 조성물이 용융될 수 있는 온도에서의 열처리를 하면 충분하며, 바람직하게는 300℃ 내지 650℃의 범위에서 열처리 하는 것이 바람직하다. 이러한 열처리 과정을 통하여 저융점의 유리 프릿 조성물은 용융상태가 되고 기판과 초발수성 나노 입자를 단단하게 결합시킨다. The step d) is sufficient to perform a heat treatment at a temperature at which the low-melting glass frit composition can be melted, and preferably a heat treatment in the range of 300 ° C to 650 ° C. Through such a heat treatment process, the low melting glass frit composition is melted, and the substrate and the superhydrophobic nanoparticles are tightly bonded.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
제조예Manufacturing example - - 유리프릿의Glass frit 제조 Produce
아래와 같은 조성 물의 유리 프릿을 제조하였다.A glass frit of the following composition was prepared.
실시예Example 1 One
유리 전이점이 600℃인 유리 기판을 세정한 후에, 상기 제조예를 통해 생성된 유리 프릿 조성물을 스프레이 코팅방식을 통하여 100nm 두께로 고르게 도포하였다. 이후, SiO2 나노 파우더를 역시 스프레이 코팅 방식을 통하여 10㎚ 두께로 얇게 도포 하였으며, 유리 프릿 조성물과 SiO2 조성물을 도포한 상기 유리 기판을 550℃의 온도에서 열처리 하였다.After cleaning the glass substrate having a glass transition point of 600 ° C., the glass frit composition produced by the above production example was evenly applied to a thickness of 100 nm through a spray coating method. Subsequently, the SiO 2 nanopowder was also applied thinly to a thickness of 10 nm through a spray coating method, and the glass substrate coated with the glass frit composition and the SiO 2 composition was heat-treated at a temperature of 550 ° C.
실시예Example 2 2
상기 실시예 1의 방식과 동일하게 하며, 다만, 유리 프릿 조성물 대신에 고분자 물질인 PDMS를 경화제화 혼합한 후 기판위에 도포한 후 SiO2 나노 파우더를 스 프레이 코팅 방식을 통하여 얇게 도포한 후, 열처리 없이 상온에서 24시간동안 경화시켰다. In the same manner as in Example 1, except that instead of the glass frit composition, PDMS, which is a polymer material, was mixed with a hardener, and then coated on a substrate, and then SiO 2 nanopowder was thinly applied through a spray coating method, followed by heat treatment. Cured for 24 hours at room temperature without.
상기 실시예 1과 실시예 2를 통해 얻어진 기재의 표면 경도를 측정하였으며 이는 하기 표 1에 기재한 바와 같다. 일반적으로 고분자 재료의 경도는 연필 경도로 측정을 하며, 경도의 범위는 10H ~ 8B로, H는 단단함의 정도를 나타내며 B는 무른 정도를 나타낸다. H의 숫자가 클수록 단단한 재료에 해당한다. 그러나 유리의 경우 일반 고분자 물질에 비해 경도가 아주 높으며, 이러한 재료의 경우 비커스/브린넬/로크웰 경도 등으로 측정을 하며, 본 실시예에서는 비커스 경도로 측정을 하였다.The surface hardness of the substrate obtained through Example 1 and Example 2 was measured, as shown in Table 1 below. In general, the hardness of the polymer material is measured by pencil hardness, and the hardness ranges from 10H to 8B, where H represents a degree of rigidity and B represents a soft degree. The larger the number of H, the harder the material. However, in the case of glass, the hardness is much higher than that of general polymer materials, and in the case of such materials, the hardness is measured by Vickers / Brinnel / Rockwell hardness, and in this example, Vickers hardness is measured.
[표 1] TABLE 1
상기 표에서 나타나듯, 본 발명에 의한 유리 프릿 조성물을 사용하여 제조된 초발수성 나노 코팅 기재는 기존의 제조방식에 의한 초발수성 기재와 표면 경도 차이가 크게 남을 알 수 있으며, 본 발명에 따른 기재의 표면 경도의 수치는 최상급의 경도를 갖고 있음을 확인 할 수 있다. As shown in the table, it can be seen that the super water-repellent nano-coated substrate prepared using the glass frit composition according to the present invention has a large difference in surface hardness from the super water-repellent substrate according to the conventional manufacturing method. The numerical value of surface hardness can confirm that it has the highest hardness.
이에 따라 본 발명에서 제공하는 기재에 의해 초발수성이 영구히 유지될 수 있는 초발수성 나노 코팅 기재의 제공이 가능하다고 할 것이다. Accordingly, by the substrate provided in the present invention it will be possible to provide a super water-repellent nano-coated substrate that can be maintained permanently superhydrophobic.
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